Conductivitate
Teoria supraconductivității
În timpul formării rețelelor cristaline de solide din atomi de diferite substanțe, electronii de valență aflați în orbitele exterioare ale atomilor interacționează între ei în moduri diferite și, ca urmare, se comportă diferit (vezi banda
teoria supraconductivității în stare solidă și teoria
orbitali moleculari). Astfel, libertatea electronilor de valență de a se mișca în interiorul unei substanțe este determinată de structura sa cristalină moleculară. În general, în funcție de proprietățile conductoare electric, toate substanțele pot fi subdivizate (cu un anumit grad de convenție) în trei categorii, fiecare dintre ele având caracteristici pronunțate ale comportamentului electronilor de valență sub influența unui câmp electric extern.
Conductori
În unele substanțe, electronii de valență se mișcă liber între atomi. În primul rând, această categorie include metale în care electronii învelișurilor exterioare sunt literalmente în „proprietatea comună” a atomilor rețelei cristaline (vezi.
legături chimice şi teoria electronică a conducerii).
Dacă aplicați o tensiune electrică unei astfel de substanțe (de exemplu, conectați polii unei baterii de stocare la cele două capete ale sale), electronii vor începe o mișcare ordonată în direcția polului sud al diferenței de potențial, creând astfel o electricitate. actual. Substanțele conductoare de acest fel sunt de obicei numite conductoare. Cei mai des întâlniți conductori în tehnologie sunt, desigur, metalele, în primul rând cuprul și aluminiul, care au o rezistență electrică minimă și sunt destul de răspândite în natura pământească. Din ele sunt realizate în principal cablurile electrice de înaltă tensiune și cablurile electrice de uz casnic. Există și alte tipuri de materiale cu conductivitate electrică bună, cum ar fi soluții saline, alcaline și acide, precum și plasmă și unele tipuri de molecule organice lungi.
În acest sens, este important să ne amintim că conductivitatea electrică se poate datora prezenței într-o substanță nu numai a electronilor liberi, ci și a ionilor liberi încărcați pozitiv și negativ ai compușilor chimici. În special, chiar și în apa obișnuită de la robinet, atât de multe săruri diferite sunt dizolvate, descompunându-se atunci când sunt dizolvate în cationi încărcați negativ și anioni încărcați pozitiv, că apa (chiar proaspătă) este un foarte bun conductor și acest lucru nu trebuie uitat atunci când lucrați cu electricitate. echipament în condiții de umiditate ridicată - în caz contrar, puteți obține un șoc electric foarte vizibil.
Izolatoare
În multe alte substanțe (în special, sticlă, porțelan, materiale plastice), electronii sunt atașați ferm de atomi sau molecule și
nu se poate mișca liber sub influența unei tensiuni externe aplicate. Aceste materiale se numesc izolatori.
Cel mai adesea în tehnologia modernă, diferite materiale plastice sunt folosite ca izolatori electrici. De fapt, orice plastic este format din molecule de polimer - adică lanțuri foarte lungi de compuși organici (hidrogen-carbon) - care, în plus, formează împletiri complexe și foarte puternice. Cel mai simplu mod de a vă imagina structura polimerului este sub forma unei farfurii de tăiței lungi și subțiri încâlciți și lipiți împreună. În astfel de materiale, electronii sunt atașați ferm de moleculele lor ultralungi și nu le pot lăsa sub influența stresului extern. Substanțele amorfe precum sticla, porțelanul sau cauciucul, care nu au o structură cristalină rigidă, au și proprietăți izolante bune. De asemenea, sunt adesea folosiți ca izolatori electrici.
Atât conductorii, cât și izolatorii joacă un rol important în civilizația noastră tehnologică, care folosește electricitatea ca mijloc principal de transmitere a energiei la distanță. Electricitatea circulă de-a lungul conductoarelor de la centralele electrice la casele noastre și la tot felul de întreprinderi industriale, iar izolatoarele ne asigură siguranța, ferindu-ne de consecințele distructive ale contactului direct al corpului uman cu tensiunea electrică ridicată.
Semiconductori
În sfârșit, există o mică categorie de elemente chimice care ocupă o poziție intermediară între metale și izolatori (cele mai cunoscute dintre ele sunt siliciul și germaniul). În rețelele cristaline ale acestor substanțe, toți electronii de valență, la prima vedere, sunt legați prin legături chimice și electroni liberi pentru a asigura conductivitatea electrică, s-ar părea, nu ar trebui să rămână. Cu toate acestea, în realitate, situația arată oarecum diferită, deoarece unii dintre electroni sunt scoși din orbitele lor exterioare ca urmare a mișcării termice din cauza energiei insuficiente a legării lor cu atomii. Ca urmare, la temperaturi peste zero absolut, ele au încă o anumită conductivitate electrică sub influența tensiunii externe. Coeficientul lor de conductivitate este destul de scăzut (același siliciu conduce un curent electric de milioane de ori mai rău decât cuprul), dar conduc totuși un fel de curent, deși nesemnificativ. Astfel de substanțe se numesc semiconductori.
După cum s-a dovedit ca urmare a cercetărilor, conductivitatea electrică în semiconductori, totuși, se datorează nu numai mișcării electronilor liberi (așa-numita n-conductivitate din cauza mișcării direcționale a particulelor încărcate negativ). Există, de asemenea, un al doilea mecanism de conductivitate electrică, care este destul de neobișnuit. Când un electron este eliberat din rețeaua cristalină a unui semiconductor din cauza mișcării termice, în locul său se formează o așa-numită gaură - o celulă încărcată pozitiv a structurii cristaline, care poate fi oricând ocupată de un electron încărcat negativ care a sărit în el de pe orbita exterioară a unui atom vecin, unde, la rândul său, se formează o nouă gaură încărcată pozitiv. Un astfel de proces poate continua pentru o perioadă de timp arbitrară lungă și se va vedea din partea (la scară macroscopică) că curentul electric sub tensiune externă nu se datorează mișcării electronilor (care doar sar de pe orbita exterioară a unui atom). spre orbita exterioară a unui atom vecin), dar migrarea direcționată a unei găuri încărcate pozitiv (deficit de electroni) către polul negativ al diferenței de potențial aplicate. Ca urmare, un al doilea tip de conductivitate se observă și la semiconductori (așa-numita gaură sau p-conductivitate), care este, desigur, cauzată și de mișcarea electronilor încărcați negativ, dar din punctul de vedere al proprietățile macroscopice ale substanței, este reprezentată de un curent direcționat de găuri încărcate pozitiv către polul negativ.
Fenomenul de conducere a orificiilor este cel mai ușor ilustrat cu exemplul unui blocaj de trafic. Pe măsură ce mașina blocată în ea se deplasează înainte, în locul ei se formează spațiu liber, care este imediat ocupat de următoarea mașină, al cărei loc este imediat luat de a treia mașină etc. Acest proces poate fi imaginat în două moduri: puteți descrie avansul rar al mașinilor individuale dintre cei care stau într-un ambuteiaj lung; este mai ușor însă să se caracterizeze situația din punctul de vedere al mișcării episodice în sens invers al câtorva goluri între mașini blocate într-un ambuteiaj. Este ghidat de o analogie similară că fizicienii vorbesc despre conducerea orificiilor, considerând în mod condiționat de la sine înțeles că un curent electric este condus nu datorită mișcării numeroșilor electroni încărcați negativ care se mișcă rar de la locul lor, ci datorită mișcării în direcția opusă. de goluri încărcate pozitiv în orbitele exterioare ale atomilor semiconductori, pe care au fost de acord să le numească găuri. Astfel, dualismul conducției electron-gaură este pur condiționat, deoarece din punct de vedere fizic curentul din semiconductori se datorează în orice caz exclusiv mișcării direcționale a electronilor.
Semiconductorii și-au găsit aplicații practice largă în electronica radio modernă și în tehnologiile computerizate tocmai pentru că proprietățile lor conductoare sunt controlate ușor și precis prin schimbarea condițiilor externe.
teoria electronică a conducerii
Conductivitatea electrică a solidelor se datorează mișcării direcționale colective a electronilor liberi
În timpul formării rețelelor cristaline de solide din atomi de diferite substanțe, electronii de valență aflați în orbitele exterioare ale atomilor interacționează între ei în moduri diferite și, ca urmare, se comportă diferit ( cm. Teoria benzilor de conductivitate a solidelor și Teoria orbitalilor moleculari). Astfel, libertatea electronilor de valență de a se mișca în interiorul unei substanțe este determinată de structura sa cristalină moleculară. În general, în funcție de proprietățile conductoare electric, toate substanțele pot fi subdivizate (cu un anumit grad de convenție) în trei categorii, fiecare dintre ele având caracteristici pronunțate ale comportamentului electronilor de valență sub influența unui câmp electric extern.
Conductori
În unele substanțe, electronii de valență se mișcă liber între atomi. În primul rând, această categorie include metale în care electronii învelișurilor exterioare sunt literalmente în „proprietatea comună” a atomilor rețelei cristaline ( cm. Legături chimice şi teoria conducţiei electronice). Dacă aplicați o tensiune electrică unei astfel de substanțe (de exemplu, conectați polii unei baterii de stocare la cele două capete ale acesteia), electronii vor începe o mișcare neobstrucționată, ordonată, în direcția polului sud. diferenta potentiala, creând astfel un curent electric. Substanțele conductoare de acest fel sunt de obicei numite ghiduri. Cei mai des întâlniți conductori în tehnologie sunt, desigur, metalele, în primul rând cuprul și aluminiul, care au o rezistență electrică minimă și sunt destul de răspândite în natura pământească. Din ele sunt realizate în principal cablurile electrice de înaltă tensiune și cablurile electrice de uz casnic. Există și alte tipuri de materiale cu conductivitate electrică bună, cum ar fi soluții saline, alcaline și acide, precum și plasmă și unele tipuri de molecule organice lungi.
În acest sens, este important să ne amintim că conductivitatea electrică se poate datora prezenței într-o substanță nu numai a electronilor liberi, ci și a ionilor liberi încărcați pozitiv și negativ ai compușilor chimici. În special, chiar și în apa obișnuită de la robinet, sunt dizolvate atât de multe săruri diferite, care se descompun atunci când sunt dizolvate în încărcare negativă. cationiși încărcat pozitiv anionii că apa (chiar și proaspătă) este un foarte bun conductor, iar acest lucru nu trebuie uitat atunci când lucrați cu echipamente electrice în condiții de umiditate ridicată - altfel puteți obține un șoc electric foarte vizibil.
Izolatoare
În multe alte substanțe (în special, sticlă, porțelan, materiale plastice), electronii sunt atașați ferm de atomi sau molecule și nu sunt capabili de mișcare liberă sub influența unei tensiuni electrice externe. Astfel de materiale sunt numite izolatoare.
Cel mai adesea în tehnologia modernă, diferite materiale plastice sunt folosite ca izolatori electrici. De fapt, orice plastic este format din molecule de polimer- adică lanțuri foarte lungi de compuși organici (hidrogen-carbon) - care, în plus, formează împletiri complexe și foarte puternice. Cel mai simplu mod de a vă imagina structurile polimerice este să vă imaginați o farfurie de tăiței lungi și subțiri încâlciți și lipiți împreună. În astfel de materiale, electronii sunt atașați ferm de moleculele lor ultralungi și nu le pot lăsa sub influența stresului extern. Au proprietăți izolante bune și amorf substanțe precum sticla, porțelanul sau cauciucul care nu au o structură cristalină rigidă. De asemenea, sunt adesea folosiți ca izolatori electrici.
Atât conductorii, cât și izolatorii joacă un rol important în civilizația noastră tehnologică, care folosește electricitatea ca mijloc principal de transmitere a energiei la distanță. Electricitatea circulă de-a lungul conductoarelor de la centralele electrice la casele noastre și la tot felul de întreprinderi industriale, iar izolatoarele ne asigură siguranța, ferindu-ne de consecințele distructive ale contactului direct al corpului uman cu tensiunea electrică ridicată.
Semiconductori
În sfârșit, există o mică categorie de elemente chimice care ocupă o poziție intermediară între metale și izolatori (cele mai cunoscute dintre ele sunt siliciul și germaniul). În rețelele cristaline ale acestor substanțe, toți electronii de valență, la prima vedere, sunt legați prin legături chimice și s-ar părea că nu ar trebui să existe electroni liberi care să asigure conductivitatea electrică. Cu toate acestea, în realitate, situația arată oarecum diferită, deoarece unii dintre electroni sunt scoși din orbitele lor exterioare ca urmare a mișcării termice din cauza energiei insuficiente a legării lor cu atomii. Ca urmare, la temperaturi peste zero absolut, ele au încă o anumită conductivitate electrică sub influența tensiunii externe. Coeficientul lor de conductivitate este destul de scăzut (același siliciu conduce un curent electric de milioane de ori mai rău decât cuprul), dar conduc totuși un fel de curent, deși nesemnificativ. Astfel de substanțe sunt numite semiconductori.
După cum sa dovedit în urma cercetărilor, conductivitatea electrică în semiconductori, totuși, se datorează nu numai mișcării electronilor liberi (așa-numitele n-conducție datorită mișcării direcționate a particulelor încărcate negativ). Există, de asemenea, un al doilea mecanism de conductivitate electrică, care este destul de neobișnuit. Când un electron este eliberat din rețeaua cristalină a unui semiconductor din cauza mișcării termice, așa-numitul gaură- o celulă încărcată pozitiv a structurii cristaline, care poate fi oricând ocupată de un electron încărcat negativ care a sărit în ea de pe orbita exterioară a unui atom vecin, unde, la rândul său, se formează o nouă gaură încărcată pozitiv. Un astfel de proces poate continua pentru un timp arbitrar lung - și se va vedea din exterior (la scară macroscopică) că curentul electric sub tensiune externă nu se datorează mișcării electronilor (care doar sar de pe orbita exterioară a unui atom). spre orbita exterioară a unui atom vecin), dar migrarea direcționată a unei găuri încărcate pozitiv (deficit de electroni) către polul negativ al diferenței de potențial aplicate. Ca urmare, al doilea tip de conductivitate este observat și în semiconductori (așa-numitele gaură sau p-conductivitate), datorită, desigur, și mișcării electronilor încărcați negativ, dar din punct de vedere al proprietăților macroscopice ale materiei, care este reprezentată de un curent direcționat de găuri încărcate pozitiv către polul negativ.
Fenomenul de conducere a orificiilor este cel mai ușor ilustrat cu exemplul unui blocaj de trafic. Pe măsură ce mașina care este blocată în ea se deplasează înainte, în locul ei se formează spațiu liber, care este imediat ocupat de următoarea mașină, al cărei loc este imediat luat de a treia mașină etc. Acest proces poate fi imaginat în două moduri : puteți descrie raritatea numărului de persoane într-un ambuteiaj lung; este mai ușor însă să caracterizezi situația în termeni de mișcare episodică în sens invers a câtorva goluriîntre mașinile blocate în trafic. Este ghidat de o analogie similară că fizicienii vorbesc despre conducerea orificiilor, considerând în mod condiționat de la sine înțeles că un curent electric este condus nu datorită mișcării numeroșilor electroni încărcați negativ care se mișcă rar de la locul lor, ci datorită mișcării în direcția opusă. de goluri încărcate pozitiv în orbitele exterioare ale atomilor semiconductori, pe care au fost de acord să le numească „găuri”. Astfel, dualismul conducției electron-gaură este pur arbitrar, deoarece din punct de vedere fizic curentul din semiconductori, în orice caz, se datorează exclusiv mișcării direcționale a electronilor.
Semiconductorii și-au găsit aplicații practice largă în electronica radio modernă și în tehnologiile computerizate tocmai pentru că proprietățile lor conductoare sunt controlate ușor și precis prin schimbarea condițiilor externe.
PARTEA A. Teste cu alegere multiplă
1. Distribuția electronilor în funcție de nivelurile de energie într-un atom de litiu:
2. Numărul de electroni de pe stratul exterior de electroni al atomilor de metale alcaline:
3. Tipul de legătură chimică dintr-o substanță de sodiu simplă:
4. O substanță simplă cu cele mai pronunțate proprietăți metalice:
5. Raza atomilor elementelor subgrupului principal cu o creștere a sarcinii nucleare:
6. Atomul de calciu diferă de ionul de calciu:
7. Reacționează cel mai puternic cu apa:
8. Nu interacționează cu acidul clorhidric:
9. Hidroxidul de aluminiu interacționează cu o substanță, a cărei formulă este:
10. Un rând în care toate substanțele reacţionează cu fierul:
PARTEA B. Sarcini cu răspuns liber
11. Sugerați trei moduri de a obține hidroxid de calciu. Confirmați răspunsul cu ecuațiile de reacție.
12. Determinați substanțele X, Y, Z, notați-le formulele chimice.
13. Cum, folosind orice reactivi (substanțe) și litiu, să obțineți oxid, bază, sare? Scrieți ecuațiile reacției sub formă moleculară.
14. Aranjați metalele: aluminiu, plumb, aur, cupru în ordinea creșterii conductivității relative (Fig. 2).
Opțiunea 1.
1. Distribuția electronilor în funcție de nivelurile de energie în atomul de magneziu:
G. 2e, 8e, 2e.
A.1.
3. Tipul de legătură chimică într-o substanță simplă de litiu:
G. Metalic.
G. Stronţiu.
5. Raza atomilor elementelor din perioada a 3-a cu o creștere a sarcinii nucleului de la un metal alcalin la un halogen:
G. Scăderi.
6. Atomul de aluminiu diferă de ionul de aluminiu:
B. Raza particulei.
A. Potasiu.
opt . Nu interacționează cu acidul sulfuric diluat:
V. Platina.
9. Hidroxidul de beriliu interacționează cu o substanță, a cărei formulă este:
A. KON (soluție).
10. Un rând în care toate substanțele reacţionează cu zincul:
A. HCI, NaOH, H2S04.
11. Sugerați trei moduri de a obține hidroxid de potasiu. Confirmați răspunsul cu ecuațiile de reacție.
2K + 2H2O = 2KON + H2
K2O + H2O = 2KON
K2CO3 + Ca (OH) 2 = CaCO3 ↓ + 2KON
X CuO
Y CuSO4
Z Cu (OH) 2
13. Cum, folosind orice reactivi (substanțe) și bariu, să obțineți oxid, bază, sare? Scrieți ecuațiile reacției sub formă moleculară.
13,2Ba + O2 = 2BaO
Ba + 2H2O = Ba (OH)2 + H2
Ba + Cl2 = BaCl2
14. Aranjați metalele: fier, cositor, wolfram, plumb în ordinea creșterii durității relative (fig. 1).
plumb - cositor - fier - wolfram
15. Calculați masa de metal care se poate obține din 144 g oxid de fier (II).
n (FeO) = 144g / 72g / mol = 2 mol
n (Fe) = 2 mol
m (Fe) = 2mol * 56g / mol = 112g
Opțiunea 2.
PARTEA A. Teste cu alegere multiplă
1. Distribuția electronilor în funcție de nivelurile de energie într-un atom de litiu:
B. 2e, 1f.
2. Numărul de electroni de pe stratul exterior de electroni al atomilor de metale alcaline:
A. 1.
3. Tipul de legătură chimică dintr-o substanță de sodiu simplă:
G. Metalic.
4. O substanță simplă cu cele mai pronunțate proprietăți metalice:
G. Indiu.
B. Creșteri.
6. Atomul de calciu diferă de ionul de calciu:
B. Numărul de electroni din nivelul de energie externă.
7. Reacționează cel mai puternic cu apa:
A. Bariu.
B. Argint.
9. Hidroxidul de aluminiu interacționează cu o substanță, a cărei formulă este:
B. NaOH (p-p).
10. Un rând în care toate substanțele reacţionează cu fierul:
B. CI2, CuC12, HC1.
PARTEA B. Sarcini cu răspuns liber
11. Sugerați trei moduri de a obține hidroxid de calciu. Confirmați răspunsul cu ecuațiile de reacție.
Ca + 2H2O = Ca (OH) 2 + H2
CaO + H2O = Ca (OH) 2
CaCI2 + 2KOH = Ca (OH)2 + 2KCI
12. Determinați substanțele X, Y, Z, notați-le formulele chimice.
X ZnO
Y ZnCl2
Z Zn (OH) 2
13. Cum, folosind orice reactivi (substanțe) și litiu, să obțineți oxid, bază, sare? Scrieți ecuațiile reacției sub formă moleculară.
4Li + O2 = 2Li2O
2Li + 2H2O = 2LiOH + H2
2Li + Cl2 = 2LiCl
14. Aranjați metalele: aluminiu, plumb, aur, cupru în ordinea creșterii conductivității relative (Fig. 2).
Plumb, aluminiu, aur, cupru.
15. Calculați masa de metal care se poate obține din 80 g de oxid de fier (III).
n (Fe2O3) = 80g / 160g / mol = 0,5 mol
n (Fe) = 2n (Fe2O3) = 1 mol
m (Fe) = 1 mol * 56g / mol = 56g
Opțiunea 3.
PARTEA A. Teste cu alegere multiplă
1. Distribuția electronilor în funcție de nivelurile de energie în atomul de sodiu:
B. 2e, 8e, 1e.
2. Numărul perioadei din Tabelul periodic al lui D. I. Mendeleev, în care nu există elemente chimice-metale:
A. 1.
3. Tipul de legătură chimică dintr-o substanță de calciu simplă:
G. Metalic.
4. O substanță simplă cu cele mai pronunțate proprietăți metalice:
G. Natrii.
5. Raza atomilor elementelor din perioada a 2-a cu o creștere a sarcinii nucleului de la un metal alcalin la un halogen:
G. Scăderi.
6. Atomul de magneziu diferă de ionul de magneziu:
B. Sarcina de particule.
7. Reacționează cel mai puternic cu apa:
G. Rubidium.
8. Nu interacționează cu acidul sulfuric diluat:
G. Mercur.
9. Hidroxidul de beriliu nu interacționează cu o substanță, a cărei formulă este:
B. NaCl (soluție)
10. Un rând în care toate substanțele reacţionează cu calciul:
B. C12, H2O, H2S04.
PARTEA B. Sarcini cu răspuns liber
11. Sugerați trei moduri de a obține sulfat de fier (III). Confirmați răspunsul cu ecuațiile de reacție.
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
FeO + H2SO4 = FeSO4 + H2O
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
12. Determinați substanțele X, Y, Z, notați-le formulele chimice.
X Fe2O3
Y FeCl3
Z Fe (OH) 3
13. Cum, folosind orice reactivi (substanțe) și aluminiu, să obțineți un oxid, hidroxid amfoter? Scrieți ecuațiile reacției sub formă moleculară.
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 6H2O = 2Al (OH)3 + 3H2
14. Aranjați metalele: cupru, aur, aluminiu, plumb în ordinea creșterii densității (fig. 3).
aluminiu, cupru, plumb, aur
15. Calculați masa metalului obținut din 160 g oxid de cupru (II).
n (CuO) = 160g / 80g / mol = 2mol
n (Cu) = n (CuO) = 2 mol
m (Cu) = 2 mol * 64g / mol = 128g
Opțiunea 4.
PARTEA A. Teste cu alegere multiplă
1. Distribuția electronilor în funcție de nivelurile de energie în atomul de aluminiu:
B. 2f, 8f, 3f.
2. Numărul unui grup din Tabelul periodic al lui D. I. Mendeleev, format numai din elemente chimice-metale:
B. II.
3. Tipul de legătură chimică dintr-o substanță simplă magneziu:
G. Metalic.
4. O substanță simplă cu cele mai pronunțate proprietăți metalice:
G. Rubidium.
5. Raza atomilor elementelor subgrupului principal cu o creștere a sarcinii nucleare:
B. Creșteri.
6. Atomul și ionul de sodiu sunt diferite:
B. Raza particulei.
7. Reacționează cel mai puternic cu apa:
B. Potasiu.
8. Nu interacționează cu acidul clorhidric:
B. Cupru.
9. Hidroxidul de aluminiu nu interacționează cu o substanță, a cărei formulă este:
B. KNO3 (p-p).
10. Rândul în care toate substanțele reacţionează cu magneziul:
B. C12, O2, HC1.
PARTEA B. Sarcini cu răspuns liber
11. Sugerați trei moduri de a obține oxid de aluminiu. Confirmați răspunsul cu ecuațiile de reacție.
2Al (OH)3 = Al2O3 + 3H2O
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + Cr2O3 = Al2O3 + 2Cr
12. Determinați substanțele X, Y, Z, notați-le formulele chimice.
X CaO
Y Ca (OH) 2
Z CaCO3
13. Cum, folosind orice reactivi (substanțe), să obțineți oxid, bază, sare din zinc? Scrieți ecuațiile reacției sub formă moleculară.
2Zn + O2 = 2ZnO
Zn + 2H2O = Zn (OH)2 + H2
Zn + Cl2 = ZnCl2
14. Aranjați metalele: aluminiu, wolfram, staniu, mercur în ordinea descrescătoare a punctului de topire (fig. 4).
wolfram, aluminiu, cositor, mercur
15. Calculați masa de metal care poate fi obținută prin aluminotermie din 34 g de oxid de crom (II).
n (CrO) = 34 g / 68 g / mol = 0,5 mol
n (Cr) = n (CrO) = 0,5 mol
m (Cr) = 0,5 mol * 52g / mol = 26g
PARTEA 1
1. Metalele (M) sunt localizateîn grupele I-III, sau în partea inferioară a grupelor IV-VI. Doar metalele sunt în grupa B.
2. Atomii de metal au 1-3 electroni în stratul exterior de electroni și o rază relativ mare a atomului. Atomii de metal tind să doneze electroni externi.
3. Substante simple- metalele constau din elemente legate printr-o legătură chimică metalică, care pot fi afișate prin schema generală:
4. Toate M - solide cu excepția Hg. Cele mai moi metale din grupul IA, cele mai dure — Cr.
5.M au conductivitate termică și electricăși au un luciu metalic.
6. Staniul are proprietatea de a forma două substanțe simple- alb și gri, adică prin proprietatea alotropiei.
7. Completați tabelul „Proprietăți și utilizări ale unor metale”.
PARTEA 2
1. Selectați denumirile substanțelor simple - metale. Din literele corespunzătoare răspunsurilor corecte, vei compune denumirea metalului, care în greacă înseamnă „piatră”: litiu.
2) magneziu L
3) calciu SI
5) cupru T
7) aur ȘI
8) mercur Y
2. Următoarele afirmații despre metale sunt incorecte:
5) non-plastic și non-forjare
3. Selectați cele patru metale cele mai conductoare de electricitate (plasați numerele în ordinea descrescătoare a conductivității) din listă:
1) argint
2) aur
3) aluminiu
4) fierul de călcat
5) mangan
6) potasiu
7) sodiu
Răspuns: 1, 2, 3, 7.
4. Realizați scheme pentru formarea unei legături chimice metalice pentru substanțe cu formulele:
5. Analizați imaginea „Rețea cristalină metalică”.
Faceți o concluzie despre motivele plasticității, conductivității termice și electrice a metalelor.
Fiecare atom de metal este înconjurat de opt atomi vecini. Electronii exteriori detașați se mișcă liber de la un ion format la altul, conectând miezul ionic al metalului într-o moleculă gigantică. Conductivitatea termică ridicată, conductivitatea electrică a metalelor se datorează prezenței în rețelele lor cristaline a electronilor mobili care se mișcă sub acțiunea unui câmp electric. Majoritatea metalelor sunt plastice din cauza deplasării straturilor de atomi de metal fără a rupe legătura dintre ele.
6. Completați tabelul „Metale”. Găsiți datele pentru tabel folosind surse suplimentare de informații, inclusiv internetul.
7. Folosind internetul și alte surse de informare, pregătiți un scurt mesaj pe tema „Mercurul în viața umană” conform următorului plan:
1) cunoștințe despre mercur în antichitate și Evul Mediu;
2) toxicitatea mercurului și măsurile de siguranță atunci când se lucrează cu acesta;
3) utilizarea mercurului în industria modernă.
1) Mercurul a fost unul dintre cele 7 metale, este considerat precursorul tuturor metalelor, ele foloseau nu numai mercurul în sine, ci și aliajul său, cinabru.
2) Este foarte toxic, se evaporă la temperatura camerei și, dacă este inhalat, poate fi toxic pentru oameni. Acumulându-se în organism, afectează organele interne, tractul respirator, organele hematopoietice și creierul.
3) Mercurul este utilizat pe scară largă. În industria chimică ca catod în producerea hidroxidului de sodiu, ca catalizator în producerea multor compuși organici, în dizolvarea blocurilor de uraniu (în energie nucleară). Acest element este utilizat la fabricarea lămpilor fluorescente, a lămpilor cu cuarț, a manometrelor, a termometrelor și a altor instrumente științifice.
